JPH03275671A - 液晶 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は新規な液晶化合物及び該液晶化合物を含む液晶
組成物に関する。

又本明細書に於いて液晶化合物とは、それ自体で液晶相
を呈することが検知されなくとも液晶組成物の権威成分
として有用な化合物を意味する。

［従来の技術］ 液晶表示素子の表示方式として、現在広く実用化されて
いるものは、ねじれネマチック型（ＴＮ型）及び動的散
乱型（ＤＳ型）である。これらはネマチック液晶を主成
分としたネマチック液晶セルによる表示である。従来の
ネマチック液晶セルの短所の一つに応答速度が遅くたか
だか数ｍ　ｓ　ｅ　ｃのオーダーの応答速度しか得られ
ないと挙げられノる。そしてこのことがネマチック液晶
セルの応用範囲をせばめる一因となっている。しかし、
最近に至ってスメクチック液晶セルを用いれば、より高
速な応答が得られるということがわかってきた。

光学活性なスメクチック液晶の中には、強誘電性を示す
ものがあることが明らかになってきておりその利用に関
して大きな期待が寄せられつつある。

強誘電性を示す液晶、即ち強誘電性液晶は、１９７５年
Ｒ，Ｂ、Ｍｅｙｅｒらにより合成され、４−　（４’−
ｎ−デシルオキシベンジリデンアミノ）ケイ皮酸−２−
メチルブチルエステル（以下、ＤＯＢＡＭＢＣと略記す
る。）を代表例とする化合物であり、そのカイラルスメ
クチックＣ相（以下、ＳｍＣ＊相と略記する。）におい
て強誘電性を示すことを特徴とするものである。（Ｊ、
Ｐｈｙｓｉｑｕｅ、３６．Ｌ−６９（１９７５））。

近年、Ｎ、Ａ、Ｃ１ａｒｋら（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ。

Ｌｅｔｔ、３６．８９　（１９８０））によってＤＯＢ
ＡＭＢＣの薄膜セルにおいて　Ｓｅｃオーダーの高速応
答性が見いだされたことを契機に強誘電性液晶はその高
速応答性を利用して液晶テレビ等のデイスプレィ用のみ
ならず、光プリンターヘッド、光フーリエ変換素子、ラ
イトバルブ等のオプトエレクトロニクス関連素子の素材
にも使用可能な材料として注目を集めている。

［発明が解決しようとしている問題点］ＤＯＢＡＭＢＣ
は自発分極が小さく又シッフ塩基であるため、その物理
的化学的安定性に難がある。そこで強誘電性液晶材料と
して物理的化学的に安定な種々の化合物が探索されてき
た。そして現在、強誘電性液晶素材の開発は高速応答性
、配向性、高いコントラスト、メモリー性、しきい値特
性、さらにこれらの緒特性の温度依存性等の実用特性の
最適化にその主力が移ってきている。

しかし、現在知られている強誘電性液晶は単独では、上
記実用特性を発現させるのに十分な程の大きい自発分極
、低い粘性、長いらせんピッチ、適当なチルト角等の諸
物性を室温域を含む広い温度範囲で示すものはない。そ
こで実際には、大きな自発分極を持つあるいは誘起する
化合物、低粘性の化合物、らせんピッチが互いに逆の化
合物等、数種類の物質を混合して上記緒特性を最適化す
べく検討が行なわれている。又、十分に広い温度範囲で
強誘電性を示す液晶組成物を得るためには温度範囲の広
い強誘電性液晶又はカイラルでないスメクチックＣ相を
有する液晶（以下、Ｓｃ液晶と略記する。）を混ぜるこ
とが有効である。従って強誘電性液晶組成物に用いる液
晶素材として、できるだけ多くの骨格と様々な光学活性
基を組み合わせた数多くの化合物群の中から、１．大き
な自発分極を持つあるいは誘起する化合物、２．骨格的
に低粘度であると考えられる化合物あるいは骨格的に低
粘度であると考えられる化合物と配合してもその液晶性
を損ねない化合物、３．らせんピッチが短く少量の添加
量でらせんピッチをほどくことができる化合物、４．広
い温度範囲でスメクチック相を示す液晶化合物等の化合
物をスクリーニングし、配合することにより物性の最適
化を図っていくことが必要と考えられる。本発明の目的
の一つは、そのような用途に使える化合物群の提供であ
る。

又、斜方蒸着セルやラビングセルにおいて液晶をきれい
に配向させるためには等方性液体から降温時、ネマチッ
ク相、スメクチックＡ相を経てスメクチックＣ相を呈す
ることが望ましい。現在広い温度域でＳｃ相を示す液晶
化合物はしばしば全くあるいは非常に狭い温度域でしか
Ｎ相を呈しない。そこで広い温度域でＮ相を呈し且つ広
い温度範囲でスメクチック相を示す液晶化合物に添加し
てもそのスメクチック性を損なわない化合物の開発が必
要である。

そこで本発明のもう一つの目的は広い温度域でＮ相を呈
し且つ広い温度範囲でスメクチック相を示す液晶化合物
に添加してもそのスメクチック性を損なわない液晶素材
の提供である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者らは、上述のような問題点を解決するために種
々の液晶物質を探索し、強誘電性液晶組成物又ネマチッ
ク液晶借賃物として有用な新規化合物群を提供する本発
明に到達した。

即ち、本発明は広い温度域でＮ相を呈し且つ広い温度範
囲でスメクチック相を示す液晶化合物に添加してもその
スメクチック性を損なわない液晶素材の提供を可能にし
たものである。

即ち本発明は、一般式 （Ａ、Ｂは１．４−フェニレン基又は、少なくとも一つ
の炭素原子が窒素原子に置き換えられた芳香族へテロ環
を示し、Ａ又はＢは同時に同じでも文具なっていてもよ
く、Ｒ１、Ｒ２は直鎖の炭素数１〜１８のアルキル基を
示すものとする。）で表される化合物及びそれを含有す
る液晶組成物に関する。

本発明の化合物と配合して強誘電性液晶組成物とするの
に適当な化合物としては例えば次の１．。

２、．３．に示すような化合物である。

１、本出願人らが、過去開発した強誘電性液晶である、
特開昭６０−２１８３５８、特開昭６２−４６、特開昭
６２−３０７４０．特開昭６２−５３９４３、特開昭６
２−１１１９５０．特開昭６２−２２８０６８、特開昭
６３−５７５５３、特開昭６３−９９０３２、特開平１
−１０４０３１等に開示されている化合物。

２、スメクチックＣ相を有する例えば次の様な化合物群
。

アルコキシビフェニルカルボン酸アルキルエステル、ア
ルキルカルボニルオキシビフェニルカルボン酸アルキル
エステル、アルコキシ安息香酸アルコキシフェニルエス
テル、アルコキシ安息香酸アルキルオキシカルボニルフ
ェニルエステル、アルコキシ安息香酸アルコキシアルコ
キシフェニルエステル、アルコキシ安息香酸アルコキシ
ビフェニルエステル、アルコキシビフェニルカルボン酸
アルコキシフェニルエステル、アルキル安息香酸アルコ
キシビフェニルエステル、アルキルビフェニルカルボン
酸アルコキシフェニルエステル、アルコキシ安息香酸ア
ルキルビフェニルエステル、アルコキシビフェニルカル
ボン酸アルキルフェニルエステル、アルキルカルボニル
オキシ安息香酸アルコキシビフェニルエステル、アルキ
ルカルボニルオキシビフェニルカルボン酸アルコキシフ
ェニルエステル、アルコキシ安息香酸アルキルカルボニ
ルオキシビフェニルエステル、アルコキシビフェニルカ
ルボン酸アルキルカルボニルオキシフェニルエステル、
５−アルキル−２−（４’−フルコキシフェニル）ピリ
ミジン、５−アルコキシ−２−（４“−アルコキシフェ
ニル）ピリミジン、５−アルキル−２−（４°−アルキ
ルカルボニルオキシフェニル）ピリミジン、５−アルコ
キシ−２−（４’　−アルキルカルボニルオキシフェニ
ル）ピリミジン、５−アルキル−２−（４”−アルキル
オキシカルボニルフェニル）ピリミジン、５−アルコキ
シ−２−（４°−アルキルオキシカルボニルフェニル）
ピリミジン、５−アルキル−２−（４’−アルコキシフ
ェニル）ピラジン、５−アルコキシ−２−（４’−アル
コキシフェニル）ピラジン、５−アルキル−２−（４”
−アルキルカルボニルオキシフェニル）ピラジン、５−
アルコキシ−２−（４°−アルキルカルボニルオキシフ
ェニル）ピラジン、５−アルキル−２−（４’　−アル
キルオキシカルボニルフェニル）ピラジン、５−アルコ
キシ−２−（４°−アルキルオキシカルボニルフェニル
）ピラジン、３−（４９−アルキルフェニル）−６−ア
ルコキシピリダジン、３−　（４’　−アルコキシフェ
ニル）−６−アルコキシピリダジン、３−（４’　−ア
ルコキシフェニル）−６−アルキルピリダジン、５−（
４゛−アルキルフェニル）−２−（４”−アルコキシフ
ェニル）ピリミジン、５−　（４’−アルコキシフェニ
ル）−２−（４”−アルコキシフェニル）ピリミジン、
５−（４’　−アルキルフェニル）−２−（４”−アル
キルカルボニルオキシフェニル）ピリミジン、５−　（
４°−アルコキシフェニル）−２−（４″−アルキルカ
ルボニルオキシフェニル）ピリミジン、５−（４’−ア
ルキルフェニル）　−２−（４”−アルキルオキシカル
ボニルフェニル）ピリミジン、５−（４’−アルコキシ
フェニル）−２−（４”−アルキルオキシカルボニルフ
ェニル）ピリミジン、５−　（４゜−アルコキシフェニ
ル）−２−（４”−アルコキシフェニルカルボニルオキ
シ）ピリミジン、５（４′−アルキルフェニル）−２−
（４”−アルコキシフェニルカルボニルオキシ）ピリミ
ジン、５−（４°−アルコキシフェニル）−２−（４”
−アルキルフェニルカルボニルオキシ）ピリミジン、５
−　（４’−アルキルフェニル）−２−（４″−アルキ
ルフェニルカルボニルオキシ）ピリミジン、５−（４°
−アルキルフェニル）−２−（４”−アルコキシフェニ
ル）−１，２，４−）リアジン、５−　（４’−アルコ
キシフェニル）−２−（４”−アルコキシフェニル）−
１，２，４−）リアジン、５−　（４”−アルキルフェ
ニル）−２−（４”−アルキルカルボニルオキシフェニ
ル）−１，２，４−）リアジン、５−　（４’−アルコ
キシフェニル）−２−（４”−アルキルカルボニルオキ
シフェニル）−１，２，４−）リアジン、５−（４”−
アルキルフェニル）−２−（４”−アルキルオキシカル
ボニルフェニル）−１，２゜４−トリアジン、５−　（
４°−アルコキシフェニル）−２−（４”−アルキルオ
キシカルボニルフェニル）−１，２，４−）リアジン等 ３．２．に挙げた化合物群のアルキル基、アルコキシ基
、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルオキシカルボ
ニル基、の部分に不斉炭素を導入することにより、カイ
ラルスメクチックＣ相を示す強誘電性液晶とした化合物
群。

請求項（１）記載の化合物は次のように合成される。

Ｒ１−Ａ−Ｂ−ＯＨ（ア） 請求項（１）記載の化合物のあるものは上の一般式（ア
）で表わされるようなアルコール類と上の一般式（イ）
で表わされるようなカルボン酸をＮ。

Ｎ゛−ジシクロへキシルカルボジイミドのような縮合剤
を用いて縮合させるか、あるいは上の一般式（ア）で表
わされるようなアルコール類と上の一般式（イ）で表わ
されるようなカルボン酸の酸クロライドとをピリジン、
トリエチルアミン等の３級アミンの存在化で反応させれ
ば得られる。

［発明の作用］ 本発明の化合物のうちあるものは、単品でＮ相を示す。

また、本発明の化合物は強誘電性液晶配合物の構成原料
として役立てることができる。

また本発明の化合物のうちスメクチック液晶となるもの
は、熱書込レーザー書込等の記憶型表示素子用に用いる
ことも可能である。

［実施例］ 以下実施例により、本発明の化合物につき更に詳細に説
明するが、本発明は、これらの実施例により、限定され
るものではない。

以下、ｃ、ｓｘ、ｓ＊、Ｓｃ＊、ＳＡ、Ｎ＊、Ｎ、Ｉ相
はそれぞれ、結晶相、はっきりと同定できないスメクチ
ック相、はっきりと同定できないカイラルスメクチック
相、カイラルスメクチックＣ相、スメクチックＡ相、カ
イラルネマチック相、ネマチック相、等吉相を示す。本
発明の化合物の精製は、シリカゲルクロマトグラフィー
及びアルコールまたはヘキサンによる再結晶によって行
った。以下に示す相転移点の測定値は、物質の純度によ
り若干の影響を受けることもありうる。

実施例１ ６−メチルニコチン酸−［４−（５−オクチルピリミジ
ン−２−イル）］　］］］フェニルーエスあ）の合成 四塩化炭素２０ｍ１に２−（４”−ヒドロキシフェニル
）−５−オクチルピリミジンＩｇ（３，５ｍｍｏｌ）、
６−メチルニコチン酸０．４８ｇ（３，５ｍｍｏ　ｌ）
を加え撹拌しＮ、Ｎ’−ジシクロへキシルカルボジイミ
ド０．８７ｇ　（４，２ｍｍｏｌ）を加えた。室温で終
夜撹拌した後、析出したウレアをろ別しろ液を濃縮し得
られた粗生成物をフラッシュクロマト（展開溶媒：四塩
化炭素１　ｏ　ｏ、エーテル１）で精製することにより
目的化合物（あ）０．７ｇ（収率５０％）を得た。

該化合物のＮＭＲスペクトルを図１に示す。又該化合物
の相転移点は以下に示す通りであった。

Ｉ−Ｎ転移点　　１５４℃（１５４℃）Ｎ−Ｃ転移点　
　８２〜８４℃（４７℃）（）内の温度は降温時を示す
。

このように本発明の化合物は広い温度範囲でネマチック
相を示す有用な化合物である。この化合物を他のスメク
チックＣ相を示す化合物さらに光学活性化合物と混合し
て、広い温度範囲で強誘電性を示す液晶組成物を調製す
ることができる。

実施例２ 本発明の化合物とスメクチックＣ相を示す化合物及び光
学活性化合物を次のように配合することにより強誘電性
液晶配合物を得た。

２−クロロ−３−メチルペンタン酸　ｐ　−（ｐ−オク
チルオキシフェニル）フェニルエステル４．５ｗｔ％ ２−クロロ−３−メチルペンタン酸　ｐ−（ｐｐ−（ｐ
′−ノニルオキシフェニル〉フェニルカルボン酸　２−
メチルブチルエステル　４．５ｗｔ％ ２．２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸　ｐ−（ｐ
　−オクチルオキシフェニル）フェニルエステル　１．
５ｗｔ％ ２−（ｐ−アルコキシフェニル）−５−アルキルピリミ
ジン　１８ｗｔ％ ２−（ｐ−アルコキシフェニル）−５−アルコキシピリ
ミジン　５４ｗｔ％ ６−メチルニコチン酸−［４−（５−オクチルピリミジ
ン−２−イル）］］］］フェニルーエステル１３ｗ ｔ％合物の相転移点は以下に示す通りであった。

Ｉ　−Ｎ転移点　　　　８６℃ Ｎ−３Ａ転移点　　　７８℃ ５Ａ−３ｃ転移点　　６４℃ ５ｃｍＣ転移点　　　−１℃ 該配合物を配向膜としてポリイミドをコートしたＩＴＯ
ガラスを用いて構成したセル厚２ミクロンの液晶セルに
注入し、２０Ｖの矩形波を印加して偏光顕微鏡下で観察
した。良好なコントラストと高速応答（６０μ５ｅｃ）
が観測でき、本発明の配合物が、強誘電性液晶素材とし
て使用可能であることが確認できた。又該配合物はカイ
ラルネマチック相においてピッチは無限大に発散してい
た。

このように、本発明の化合物は単品で強誘電性液晶とな
らない化合物であっても、スメクチックＣ相を示す化合
物と混合して、高速で応答する室温強誘電性液晶配合物
を調製するのに有用な化合物群であった。

［発明の効果］ 本発明の化合物のうちあるものは広い温度範囲でネマチ
ック相を示し、強誘電性液晶配合物の構成原料として役
立てることができる。

例えば本発明の化合物である６−メチルニコチン酸−［
４−（５−オクチルピリミジン−２−イル）］］］］フ
ェニルーエは、ネマチック相の温度範囲が８２℃〜１５
４℃と広く優れた性能を有する。又、他のスメクチック
Ｃ相を示す化合物さらに光学活性化合物と混合して、広
い温度範囲で

【図面の簡単な説明】

図１は実施例１で得た６−メチルニコチン酸−［４−（
５−オクチルピリミジン−２−イル）］］］］フェニル
ーエスあ）のＮＭＲ吸収スペクトルを示す。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （Ａ、Ｂは１，４−フェニレン基又は、少なくとも一つ
   の炭素原子が窒素原子に置き換えられた芳香族ヘテロ環
   を示し、Ａ又はＢは同時に同じでも又異なっていてもよ
   く、Ｒ１、Ｒ２は直鎖の炭素数１〜１８のアルキル基を
   示すものとする。）で表される化合物。
2. （２）請求項１記載の化合物を少なくとも一種含有する
   ことを特徴とするカイラルでないスメクチックＣ相を有
   する液晶組成物。
3. （３）請求項１記載の化合物と、次式 Ｒ３−Ｐｈ−Ｐｙ−Ｒ４ （−Ｐｈ−は１，４−フェニレン基を−Ｐｙ−は２，５
   −ピリミジル基をＲ３、Ｒ４は直鎖アルキル基、直鎖ア
   ルコキシ基、直鎖アシルオキシ基、直鎖アルコキシカル
   ボニルオキシ基又は直鎖アルコキシカルボニル基を示す
   。）で表されるカイラルでないスメクチックＣ液晶を少
   なくとも一種含有することを特徴とするカイラルでない
   スメクチックＣ相を有する液晶組成物。
4. （４）請求項２又は３記載の液晶組成物と、カイラルな
   化合物を少なくとも一種含有することを特徴とするカイ
   ラルスメクチックＣ相を有する液晶組成物。
5. （５）請求項２又は３記載の液晶組成物と、光学活性な
   化合物を少なくとも一種含有することを特徴とするカイ
   ラルスメクチックＣ相とカイラルネマチツク相の両方を
   有する液晶組成物。
6. （６）カイラル物質が一般式 Ｒ５−Ｐ−（Ｘ）ａ−Ｑ−（Ｙ）ｂ−Ｒ−（Ｚ）ｃ−Ｓ
   −■Ｈ（Ｃｌ）−Ｒ６（Ｒ５、Ｒ６は直鎖又は分岐の炭
   素数１〜１８のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、ア
   ルコキシアルキル基又はアラルキル基を示し、＊は光学
   活性な炭素原子を示す。またａ、ｂ、ｃは０、１、又は
   ２でしかもａ＋ｂ＋ｃが２以上であり、Ｐは単結合、−
   Ｏ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−Ｏ−ＣＨ２−又
   は、−ＯＣＯ−を示し、Ｑ、Ｒは単結合、−ＣＯＯ−、
   −ＯＣＯ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｏ−ＣＨ
   ２−、−ＣＨ２−Ｏ−又は、−ＣＨ＝ＣＨ−を示し、Ｓ
   は−ＣＯＯ−ＣＨ２−、−Ｏ−ＣＯＯ−ＣＨ２−、−Ｏ
   −ＣＨ２−又は−ＯＣＯを示し、Ｘ、ＹＺは１，４−フ
   ェニレン基、２，５−ピリミジン基、２，５−ピラジン
   基、２，５−ピリジン基又はベンゼン環にハロゲン、シ
   アノ基、ニトロ基、メチル基を１個又はそれ以上置換し
   た１，４−フェニレン基を示す。）で表わされる化合物
   であることを特徴とした請求項４又は５記載の液晶組成
   物。
7. （７） カイラルネマチック相においてピッチが無限大に発散す
   ることを特徴とする請求項５記載の液晶組成物。
8. （８）請求項１記載の化合物を少なくとも一種含有する
   ことを特徴とするネマチック液晶組成物。